Перекисне окиснення ліпідів (ПОЛ)

Реакції ПОЛ є вільнорадикальними і постійно протікають в організмі, як і реакції утворення АФК.

У нормі вони підтримуються на певному рівні та виконують ряд функцій:

1. індукують апоптоз (запрограмовану загибель клітин);

2. регулюють структуру клітинних мембран і цим забезпечують функціонування іонних каналів, рецепторів, ферментних систем;

3. забезпечують звільнення з мембрани арахідонової кислоти, з якої синтезуються біорегулятори (простагландини, тромбоксани, лейкотрієни);

4. ПОЛ може виступати як вторинний месенджер, беручи участь у трансформації сигналів із зовнішнього та внутрішнього середовища організму, забезпечуючи їх внутрішньоклітинну передачу;

5. АФК беруть участь у клітинному імунітеті та фагоцитозі.

Механізм ПОЛ:

1. Ініціація. Ініціює реакцію найчастіше гідроксильний радикал, що відбирає водень від СН2-груп ненасиченої жирної кислоти L, що призводить до утворення ліпідного радикалу L•:

2. Розвиток ланцюга. Розвиток ланцюга відбувається при приєднанні кисню, внаслідок чого утворюється пероксидний радикал LOO або пероксид ліпіду LOOH (гідроперекису ліпідів)

LOО • + LH? LOOH + LR?

3. Розрив ланцюга. Розвиток ланцюга може зупинятися при взаємодії вільних радикалів між собою або при взаємодії з різними антиоксидантами (вітаміном Е), які є донорами електронів:

LOO•? + L•? LOOH + LH

L?•+ Вітамін Е? LH + Вітамін Е•?

ВітамінТ Е•+L•? LH + Вітамін Е окис

В результаті ПОЛ відбувається перетворення звичайних ліпідів у первинні продукти ПОЛ (гідроперекису ліпідів). Це призводить до появи в мембранахділянок («дір»), через які назовні виходить вміст як самих клітин, так і їх органел.

Первинні продукти ПОЛ руйнуються з утворенням вторинних продуктів ПОЛ: альдегідів, кетонів, малоновий діальдегід, дієнових кон'югатів. Нагромадженням у крові малонового діальдегіду (МДА) пояснюється синдром інтоксикації, що супроводжує багато захворювань внутрішніх органів. Реагуючи з SH- та СН 3-групами білків, МДА пригнічує активність цитохром-оксидаз (пригнічуючи тим самим тканинне дихання) та гідроксилаз. МДА зумовлює також прискорений розвиток атеросклерозу.

При взаємодії МДА з аміногрупами фосфоліпідів утворюються кінцеві продукти ПОЛ – Шиффові основи. Прикладом цих сполук є пігмент ліпофусцин, що з'являється на оболонці ока на шкірі з віком. Ліпофусцин є сумішшю ліпідів і білків, пов'язаних між собою поперечними ковалентними зв'язками і денатурованими в результаті взаємодії з хімічно активними групами продуктів ПОЛ. Цей пігмент фагоцитується, але не гідролізується ферментами лізосом, накопичується в клітинах, порушуючи їхню функцію.

Негативні наслідки активації ПОЛ:

1. Пошкодження ліпідного бислоя мембран, у результаті клітини проникає вода, іони натрію, кальцію, що призводить до набухання клітин, органел та його руйнації.

2. Передчасне старіння клітин та організму в цілому.

3. Взаємодія високореактивних продуктів ПОЛ із аміногрупами білків з утворенням Шиффових основ.

4. Зміна плинності (в'язкості) мембран, у результаті порушується транспортна функція мембран (функціонування іонних каналів).

5. Порушення активності мембранозв'язаних ферментів, рецепторів.

Активація ПОЛ характерна для багатьох захворювань іпатологічних станів:

1. атеросклероз та інші серцево-судинні захворювання;

2. ураження ЦНС (хвороба Паркінсона, Альцгеймера);